AlphaGo對我國人工智能教育的警示與啟示

鄒會(huì)來

（浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 信息技術(shù)系，浙江 杭州 310053）

AlphaGo對我國人工智能教育的警示與啟示

鄒會(huì)來

（浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 信息技術(shù)系，浙江 杭州 310053）

以AlphaGo對我國AI教育的警示為出發(fā)點(diǎn)，系統(tǒng)分析AI教育的現(xiàn)狀，并從人才培養(yǎng)、教材建設(shè)、高等公共基礎(chǔ)教育、學(xué)生興趣和個(gè)性培養(yǎng)等方面提出一些見解，以期教育界同行能正視AI帶來的沖擊，重視AI教育開展與改革，把握發(fā)展機(jī)遇。

AI教育；AlphaGo; 人工智能；深度學(xué)習(xí)；AI教育現(xiàn)狀與思考

0 引 言

1997年， IBM公司的超級(jí)計(jì)算機(jī)深藍(lán)（Deep Blue）以3.5：2.5的成績戰(zhàn)勝前國際象棋世界冠軍卡斯帕羅夫，成為AI史上的一大里程碑。深藍(lán)用戰(zhàn)績宣告AI時(shí)代的到來,亦完美地展示了智能計(jì)算機(jī)求解非線性問題的驚人能力。約20年后，Google公司的AlphaGo以4：1的巨大優(yōu)勢戰(zhàn)勝人類頂級(jí)職業(yè)圍棋手李世石九段，被韓國棋院授予“名譽(yù)九段”，成為goratings.org世界圍棋排名第二名[1]。

圍棋的博弈搜索空間巨大、局面估值復(fù)雜，多年來傳統(tǒng)的Zen、Crazy Stone等實(shí)力派程序在19路圍棋上始終無法與人類頂尖棋手匹敵。得益于深度學(xué)習(xí)的飛速發(fā)展，AlphaGo使用Policy Network 預(yù)測下一步走法，使用Value Network對局面估值，最終結(jié)合MCTS (Monte Carlo Tree Search) 算法進(jìn)行博弈樹搜索，使冰冷的機(jī)器有了類人的大局觀和超人的思維能力[23]。AlphaGo具有經(jīng)典棋局的學(xué)習(xí)能力和自我對弈的進(jìn)化能力，它的問世將計(jì)算機(jī)圍棋戰(zhàn)勝人類的預(yù)期提前了數(shù)十年[2]。同時(shí)，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對人類智慧的模擬， AlphaGo的核心技術(shù)同樣可以泛化到智慧醫(yī)療、智能制造等諸多行業(yè)。

AlphaGo對AI和圍棋界產(chǎn)生的影響是深遠(yuǎn)的，其應(yīng)用前景十分廣泛。然而，激動(dòng)、興奮或恐慌之余，我們更應(yīng)該理性思考AI給生活和工作帶來的“深度”變化。

1 信息技術(shù)教育的“錢學(xué)森之問”

AI人才的培養(yǎng)離不開AI教育，而AI教育廣義上從屬于信息技術(shù)教育。從傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)教育到如今的信息技術(shù)教育，我國計(jì)算機(jī)教育已走過30多年，但無論是Windows、Linux、Android、iOS等操作系統(tǒng)，還是Oracle、MySQL、SQLServer等數(shù)據(jù)庫軟件，抑或是Java、.NET等主流開發(fā)技術(shù)，無一不是國外產(chǎn)品。

2005年，錢學(xué)森之問讓舉國上下陷入深思。我國信息技術(shù)教育通過幾十年耕耘，已形成中小學(xué)、大學(xué)、研究生教育多層次、一條龍發(fā)展；中學(xué)信息學(xué)國際奧林匹克（IOI）、ACM競賽都取得了驕人成績，但為什么我們的信息技術(shù)教育總培養(yǎng)不出杰出的IT人才和自主核心、原創(chuàng)領(lǐng)先的成果呢？底層的專利、核心技術(shù)和創(chuàng)新性產(chǎn)品絕大部分都掌握在國外手中，這是每個(gè)信息技術(shù)教育工作者都要正視的問題。

2 我國信息技術(shù)教育中AI教育的現(xiàn)狀

2.1 AI教育的重要性

AI，簡而言之就是用機(jī)器模擬和延伸人的智能，它可代替或者輔助人類完成諸多人類腦力和體力無法完成的工作，具有極其廣泛的應(yīng)用價(jià)值。近年來Google、百度等IT巨頭紛紛發(fā)力AI領(lǐng)域，組建了不少實(shí)驗(yàn)室，收購了很多初創(chuàng)公司；傳統(tǒng)的汽車業(yè)巨頭紛紛布局自動(dòng)駕駛，快遞行業(yè)介入智能物流和無人派送領(lǐng)域。

在信息技術(shù)教育方面，以較為發(fā)達(dá)和起步較早的美國為例，美國信息技術(shù)教學(xué)的目標(biāo)和主要內(nèi)容明確指出：使用AI進(jìn)行訓(xùn)練和教學(xué)，同時(shí)使學(xué)生認(rèn)識(shí)AI的意義及其應(yīng)用，并介紹自動(dòng)化系統(tǒng)、機(jī)器人、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等[45]。我國2003年4月頒布的《普通高中技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn) (實(shí)驗(yàn))》首次將AI學(xué)科納入信息技術(shù)課程范疇。2012年5月，中國教育技術(shù)協(xié)會(huì)信息技術(shù)教育專業(yè)委員會(huì)編寫并發(fā)布了《基礎(chǔ)教育信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)(2012版)》，首次將機(jī)器人的科普和入門級(jí)開發(fā)納入小學(xué)和初中教學(xué)，在一定程度上為高中AI教育做鋪墊，也彌補(bǔ)了小學(xué)和初中AI教育的缺失。

2.2 我國AI教育現(xiàn)狀

AI教育貫穿初等、中等和高等教育，本章以這3個(gè)學(xué)段為主，分析AI教育的現(xiàn)狀。

2.2.1 課程落實(shí)與銜接

AI根植于信息技術(shù)學(xué)科，但信息技術(shù)課程的落實(shí)現(xiàn)狀令人深憂。鄧小平同志早在1984年就指出“計(jì)算機(jī)的普及要從娃娃抓起”。這句話有3個(gè)核心點(diǎn)，即計(jì)算機(jī)（信息技術(shù)）、普及、娃娃，而AI教育又如何從娃娃抓起？國家給定了課標(biāo)，卻沒有專門的機(jī)構(gòu)去研究和落實(shí)課程綱要，小、初、高到大學(xué)各階段也沒有規(guī)劃AI教育如何分布、知識(shí)如何銜接。從科普、體驗(yàn)到原理和運(yùn)用創(chuàng)新，都是斷代斷層，以至于實(shí)際的AI教育幾乎無法落地和開展。以浙江省為例，調(diào)查顯示30%的學(xué)生對AI表現(xiàn)出濃厚興趣，但只有1.8%的學(xué)校開設(shè)相關(guān)課程。

2.2.2 AI師資培養(yǎng)和建設(shè)

AI是一個(gè)多學(xué)科交叉發(fā)展的產(chǎn)物，技術(shù)不斷發(fā)展，對教師知識(shí)的廣度、深度有較高的要求。通過分析發(fā)現(xiàn)，信息技術(shù)教師隊(duì)伍在學(xué)歷和專業(yè)上有較為清晰的分層。從專業(yè)上看，早一批信息技術(shù)教師多為數(shù)學(xué)、物理等教師自學(xué)或培訓(xùn)轉(zhuǎn)崗而來。從學(xué)歷層面上看，除去極少數(shù)大城市和重點(diǎn)中學(xué)，信息技術(shù)教師整體上以本專科為主。

最容易忽略的一個(gè)問題是中小學(xué)信息技術(shù)教師是教學(xué)還是教輔的定位問題。自高中信息技術(shù)明確納入會(huì)考和高考后，高中信息教師的角色更加尷尬，而中小學(xué)信息教師大部分精力都耗費(fèi)在所謂的教輔，哪來精力去研究這些前沿的課改和教改？

2.2.3 AI教育遺忘的高地——高職

高等教育在本科高年級(jí)和研究生階段均開設(shè)AI課程，而占據(jù)高等教育半壁江山的高職卻被嚴(yán)重忽視。我國有高職院校1 000多所，在校生逾千萬人。絕大部分高專學(xué)生畢業(yè)后就走進(jìn)社會(huì)，但在校3年里對AI幾無涉及。通過調(diào)查，絕大部分高職學(xué)生對AI的定義和技術(shù)范圍都沒有清晰的認(rèn)識(shí)，本科的非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生也存在同樣的問題。

3 我國AI教育的對策

3.1 師范要加大AI教學(xué)和人才培訓(xùn)

近年來大多數(shù)信息技術(shù)教師都是計(jì)算機(jī)和教育技術(shù)學(xué)專業(yè)畢業(yè)，且?guī)煼侗尘罢枷喈?dāng)大比重。所以AI教育要從師資源頭上布好局和把好關(guān)。筆者建議將AI課程盡可能挪到大二或者大三這樣的黃金學(xué)段，讓學(xué)生更系統(tǒng)、更充分地學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)。師范院?？梢砸赃x修課的形式，帶領(lǐng)學(xué)生對既定學(xué)段的AI教學(xué)內(nèi)容、形式、案例做深入的探討。這樣保證學(xué)生在進(jìn)入工作崗位后，在進(jìn)行信息技術(shù)教學(xué)的時(shí)候有足夠的動(dòng)力獨(dú)立開展教學(xué)，又有后勁把握AI發(fā)展并開展相關(guān)教科研工作。

對于已經(jīng)步入工作崗位的老教師，可以結(jié)合當(dāng)?shù)氐倪M(jìn)修學(xué)校，廣泛開展AI教育基礎(chǔ)知識(shí)、專業(yè)教法等方面的培訓(xùn)班，提高在職教師的AI專業(yè)儲(chǔ)備和AI教研水平，為AI教育的全面開展提供保障和戰(zhàn)斗力。

3.2 教材建設(shè)要考慮學(xué)生學(xué)情和學(xué)段銜接問題

筆者所在的學(xué)校，生源以浙江本地為主，也有少數(shù)西南、西北地區(qū)的學(xué)生。實(shí)際教學(xué)過程中比較頭痛的是學(xué)生基礎(chǔ)不一。從這一點(diǎn)上來看，在以國家層面的課標(biāo)為準(zhǔn)則的同時(shí)，各省應(yīng)該根據(jù)當(dāng)前中小學(xué)的硬軟件、師資和學(xué)生學(xué)情為實(shí)際出發(fā)點(diǎn)，編制符合地方實(shí)情的教材，讓學(xué)生最大限度地掌握知識(shí)。

不同學(xué)段的AI教育應(yīng)該有不同側(cè)重點(diǎn)，前提是尊重學(xué)生的接受水平。例如小學(xué)盡可能以體驗(yàn)為主；初中可以適度加入概念性介紹；高中可以輔以基礎(chǔ)編程語言和AI原理，在既定接口或者AI工具的幫助下，做一些實(shí)踐性的嘗試，提高興趣和成就感；高等教育則系統(tǒng)地教授AI相關(guān)理論，實(shí)現(xiàn)一些典型算法；研究生階段實(shí)現(xiàn)AI應(yīng)用和創(chuàng)新。教學(xué)中最大的難點(diǎn)是不同學(xué)段的知識(shí)點(diǎn)銜接問題[67]，文獻(xiàn)[8]針對初中與高中知識(shí)點(diǎn)重復(fù)問題做了深入調(diào)查，發(fā)現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)重復(fù)直接導(dǎo)致教學(xué)資源的浪費(fèi)和學(xué)生興趣的缺失。

3.3 借力高等教育的基礎(chǔ)教育或通識(shí)教育

高等教育的最大特點(diǎn)就是專業(yè)教育，但也是一個(gè)較大的弊端。AI教育可以考慮納入高等教育的基礎(chǔ)教育或者通識(shí)教育?；A(chǔ)教育方面，可以在計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)課程中加入一定的AI知識(shí)或?qū)嵺`案例；通識(shí)教育則可開展非專業(yè)的科普教育。

3.4 注重學(xué)生的興趣和個(gè)性培養(yǎng)

興趣是最好的老師，且尊重個(gè)性培養(yǎng)是成才的關(guān)鍵。深藍(lán)之父許峰雄博士本科畢業(yè)于臺(tái)灣大學(xué)電機(jī)系，后跨專業(yè)到卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)攻讀計(jì)算機(jī)博士，最終憑借一腔熱情和長達(dá)十年的不懈努力，完成了機(jī)器戰(zhàn)勝人類的壯舉；哈薩比斯畢業(yè)于牛津大學(xué)計(jì)算機(jī)專業(yè)，為了探索人腦智慧的原理，到倫敦大學(xué)攻讀神經(jīng)科學(xué)；臺(tái)灣師范大學(xué)畢業(yè)的黃士杰以“電腦圍棋打劫的策略”和“應(yīng)用于電腦圍棋之蒙地卡羅樹搜尋法的新啟發(fā)式演算法”兩篇論文分別完成了碩士和博士的學(xué)習(xí)。對于這樣的選題，可見其導(dǎo)師對其培養(yǎng)的鼓勵(lì)和包容。因此，我們應(yīng)該尊重學(xué)生的興趣釋放、培養(yǎng)和成長，尤其是對學(xué)生個(gè)性的尊重。類似AI這種交叉學(xué)科，要鼓勵(lì)學(xué)生跨專業(yè)學(xué)習(xí)，在跨專業(yè)的升學(xué)或者轉(zhuǎn)學(xué)上，不應(yīng)設(shè)置過多門檻，讓有興趣、有志趣的學(xué)生能學(xué)習(xí)和從事自己最喜歡的事情，才能有更大的收獲，甚至是意想不到的創(chuàng)新。

4 結(jié) 語

AI自誕生起就面臨諸多非議，但不可否認(rèn)的是，越來越多的AI技術(shù)服務(wù)于生活，越來越多的行業(yè)工作者被AI取代。有激進(jìn)者認(rèn)為未來的教育是“互聯(lián)網(wǎng)+AI+教育”的教育，更多的教師會(huì)轉(zhuǎn)業(yè)或者失業(yè)。筆者則認(rèn)為教育教學(xué)的本質(zhì)不會(huì)改變，AI不會(huì)取代傳統(tǒng)教育，它將成為促進(jìn)教育發(fā)展的力量。我們應(yīng)更關(guān)注AlphaGo給我們的警示和啟示，并著手從教育出發(fā)，縮小我國AI教育與歐美的差距。

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（編輯：孫怡銘）

1672-5913(2017)03-0078-03

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鄒會(huì)來，男，講師，研究方向?yàn)橹悄芑浖_發(fā)、人機(jī)博弈、游戲AI，gameai@126.com。